пофарбовані (число зон Френеля, що укладаються в отворі, залежить від?).
Дифракція Френеля на диску.
Сферична хвиля, що розповсюджується від точкового джерела S, зустрічає на своєму шляху диск. Дифракційну картину спостерігаємо на екрані (Е) в точці В, що лежить на лінії, що з'єднує S з центром диска. В даному випадку закритий диском ділянку фронту хвилі треба виключити з розгляду і зони Френеля будувати починаючи з країв диска.
Малюнок 5 - Дифракція Френеля на диску
Нехай диск закриває т першу зон Френеля. Тоді амплітуда результуючого коливання в точці В дорівнює
(1.7)
або
=Am + 1/2 (1.8)
так як висловлювання, які стоять в дужках, дорівнюють нулю. Отже, в точці В завжди спостерігається інтерференційний максимум (світла пляма), відповідний половині дії першої відкритої зони Френеля. Центральний максимум оточений концентричними з ним темними і світлими кільцями, а інтенсивність максимумів зменшується з відстанню від центру картини.
Дифракція - це здатність хвиль огинати зустрічаються на їхньому шляху перешкоди, відхилятися від прямолінійного поширення [5]. Щоб спостерігати дифракцію світлових хвиль, необхідні певні умови: або розміри перешкод (або отворів) повинні бути дуже малими, або відстань від перешкоди до спостережуваної картини повинно бути велике. Візьмемо на шляху променів від точкового джерела світла S поставимо перепону з дуже маленьким отвором діаметра d, тоді на екрані Е побачимо систему чергуються світлих і темних кілець (за умови, що d lt; lt; L, див. Рис. 6)
Малюнок 6 - Дифракційна картина
Чим вже отвір, тим на більший кут відхиляються промені за отвором, тим більше діаметр кілець. Якщо замість круглого отвору буде вузька щілина, то дифракційна картина буде мати вигляд чергуються світлих і темних смуг. При використанні білого світла дифракційна картина набуває райдужну забарвлення.
Дифракційні картини нерідко спостерігаються в природних умовах. Наприклад, кольорові кільця, що оточують джерело світла, спостережуваний крізь туман або через запітніле віконне скло, або при розгляданні яскравого джерела через вії. Для спостереження дифракції використовуються спеціальні прилади - дифракційні решітки.
Дифракційна решітка (одномірна) являє собою систему паралельних рівновіддалених один від одного щілин рівної ширини. Найпростіша дифракційна решітка може бути виготовлена ??зі скляної пластинки, на якій алмазним різцем нанесені паралельні подряпини з непошкодженими проміжками між ними (щілинами). Відстань між сусідніми щілинами називається періодом або постійної решітки d (рис. 7).
Малюнок 7 - Дифракційна решітка
гдеа - відстань між сусідніми щілинами, - ширина щілини.
Різниця ходу? променів, що припадають в довільну точку Р від двох сусідніх щілин буде:
(1.9)
Очевидно, коливання в точці Р будуть підсилювати один одного, якщо різниця фаз променів дорівнюватиме 0 або відрізняться на 2 ?, чому відповідає:
(1.10)
Де=0, 1, 2, 3 ...
Тоді умовою спостереження максимумів (посилення коливань) світла буде:
(1.11)
Де=0, 1, 2, 3 ...
Внаслідок дифракції відбувається нерівномірний перерозподіл світлової енергії між максимумами.
Дифракційна решітка є спектральним приладом. З її допомогою можна визначати довжини хвиль в спектрах випромінювання джерел (наприклад, зірок):
(1.12)
Демонстраційні експерименти по хвильової оптиці
Інтерференція світла
У класичних схемах для спостереження інтерференції світлових хвиль два джерела когерентного випромінювання створюються шляхом поділу пучка від одного джерела на два, йдуть із різних точок простору. Біпрізме Френеля створює два симетричних зображення випромінюючого центру; у схемі з дзеркалом Ллойда до світла, що йде на екран безпосередньо від джерела, додається світло від уявного зображення джерела в плоскому дзеркалі; в досліді Юнга на екран потрапляє світло від двох щілин, у свою чергу освітлюваних через ще одну вузьку щілину. У всіх випадках інтерференція спостерігається в тій області екрану, яка висвітлюється одночасно двома джерелами [6].
Перераховані схеми були розроблені в розрахунку на звичайні джерела світла. Застосування лазера дозволяє істотно спростити їх настройку і зробити інтерференційну картину на екрані видимої з будь-якого місця класу без повного затемнення приміщення. Для моделювання точкового джерела світла випромінювання лазера фокусується за допомогою короткофокусної лінзи, і точка фокусування променя стає випромінюючим центром.
При інтерференції світла від двох точкових джерел ширина інтерференційних смуг обернено пропорційна відстані між цими джерелами, тому для поліпшення зорового сприйняття ефекту...
